1109144768

6. Tranzystor bipolarny - budowa, zasada działania, stany pracy, charakterystyki, przykład zastosowania

Tranzystory są urządzeniami półprzewodnikowymi umożliwiającymi sterowanie przepływem dużego prądu, za pomocą prądu znacznie mniejszego. Wykorzystuje się je do wzmacniania małych sygnałów oraz przetwarzania informacji w postaci cyfrowej. Nazwa "tranzystor" pochodzi z połączenia słów transfer i rezystor.

Nazwa bipolarne dotyczy tranzystorów, w których transport ładunków odbywa się za pośrednictwem obu rodzajów nośników jakie istnieją w półprzewodniku, tzn. elektronów i dziur. Półprzewodniki, w których na skutek nieregularności sieci krystalicznej przeważają nośniki typu dziurowego nazywa się półprzewodnikami typu p (niedomiarowymi), gdy przeważają nośniki elektronowe nazywa się je półprzewodnikami typu n (nadmiarowymi).

6.1. BUDOWA

Tranzystor bipolarny powstaje zwykle w procesie dwukrotnej dyfuzji domieszek do półprzewodnika. Składa się z trzech sąsiadujących warstw półprzewodnika domieszkowanych naprzemiennie akceptorowo i donorowo; może być typu npn lub pnp. Elektrody tranzystora są dołączone do trzech jego części i nazywają się:

• emiter E, kolektor C i baza B.

symbol:

Al

uHTT

Ul

Rys. 6.1. Budowa tranzystora bipolarnego

(pnp)

6.2. ZASADA DZIAŁANIA

Zasada działania tranzystora bipolarnego omówiona zostanie na podstawie tranzystora NPN:

Przez złącze BE tranzystora npn przepływają nośniki większościowe ładunku, w tym przede wszystkim elektrony swobodne z emitera (typ n) do bazy. Również dziury z obszaru bazy (typ p) przepływają przez złącze do emitera. Prąd dziurawy jest znacznie mniejszy ze względu na mniejszą liczbę dziur, wynikającą z mniejszej objętości emitera. Mniejsza część elektronów swobodnych po osiągnięciu obszaru bazy wypełnia istniejące tam dziury, czyli podlega procesowi rekombinacji. Znacznie większa część elektronów swobodnych po znalezieniu się w obszarze bazy jest przyciągana przez kolektor i przepływa przez złącze BC spolaryzowane zaporowo, tak jak własne nośniki mniejszościowe bazy. Wypływające z emitera elektrony swobodne tworzą prąd emitera IE, który rozdziela się w obszarze bazy na mały prąd bazy IB i duży prąd kolektora IC.

13